Innovative micro-NMR/MRI functionality utilizing flexible electronics and control systems

Das zentrale Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung und Integration von flexibler Elektronik für Mikro-Magnetresonanz (MR)-Anwendungen. Zwei wichtige Anwendungen wurden in der Dissertation behandelt; eine Anwendung auf dem Gebiet der Magnetresonanztomographie (MRI) und die andere auf dem Gebiet der Kernspinresonanz (NMR). Die MRI-Anwendung konzentriert sich auf die Lösung der Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte von MR-Kathetern. Die NMR-Anwendung stellt einen neuartigen Ansatz zur Steigerung des Durchsatzes bei der NMR-Spektroskopie vor. Der erste Teil der Dissertation behandelt die verschiedenen Technologien die zur Herstellung flexibler Elektronik auf der Mikroskala entwickelt wurden. Die behandelten MR-Anwendungen erfordern die Herstellung von Induktoren, Kondensatoren und Dioden auf flexiblen Substraten. Die erste Technologie, die im Rahmen der Mikrofabrikation behandelt wird, ist das Aufbringen einer leitfähigen Startschicht auf flexiblen Substraten. Es wurden verschiedene Techniken getestet und verglichen. Die entwickelte Technologie ermöglicht die Herstellung einer mehrschichtigen leitfähigen Struktur auf einem flexiblen Substrat (50 $\mu$m Dicke), die sich zum Umwickeln eines schlanken Rohres (>0,5 mm Durchmesser) eignet. Die zweite Methode ist der Tintenstrahldruck von Kondensatoren mit hoher Dichte und niedrigem Verlustkoeffizienten. Zwei dielektrische Tinten auf Polymerbasis wurden synthetisiert, durch die Dispersion von TiO$_2$ und BaTiO$_3$ in Benzocyclobuten (BCB) Polymer. Die im Tintenstrahldruckverfahren hergestellten Kondensatoren zeigen eine relativ hohe Kapazität pro Flächeneinheit von bis zu 69 pFmm$^{-2}$ und erreichen dabei einen Qualitätsfaktor (Q) von etwa 100. Außerdem wurde eine Technik für eine tintenstrahlgedruckte gleichrichtende Schottky-Diode entwickelt. Die letzte behandelte Technologie ist die Galvanisierung der leitenden Startschichten. Die Galvanik ist eine gut erforschte Technologie und ein sehr wichtiger Prozess auf dem Gebiet der Mikrofabrikation. Sie ist jedoch in hohem Maße von der Erfahrung des Bedieners abhängig. Darüber hinaus ist eine präzise Steuerung der Galvanikleistung erforderlich, insbesondere bei der Herstellung kleiner Strukturen, wobei sich die Pulsgalvanik als ein Verfahren erwiesen hat, das ein hohes Maß an Kontrolle über die abgeschiedene Struktur bietet. In diesem Zusammenhang wurde eine hochflexible Stromquelle auf Basis einer Mikrocontroller-Einheit entwickelt, um Genauigkeit in die Erstellung optimaler Galvanikrezepte zu bringen. Die Stromquelle wurde auf Basis einer modifizierten Howland-Stromquelle (MHCS) unter Verwendung eines Hochleistungs-Operationsverstärkers (OPAMP) aufgebaut. Die Stromquelle wurde validiert und verifiziert, und ihre hohe Leistungsfähigkeit wurde durch die Durchführung einiger schwieriger Anwendungen demonstriert, von denen die wichtigste die Verbesserung der Haftung der im Tintenstrahldruckverfahren gedruckten Startschicht auf flexiblen Substraten ist. Der zweite Teil der Dissertation befasst sich mit interventioneller MRT mittels MR-Katheter. MR-Katheter haben potenziell einen erheblichen Einfluss auf den Bereich der minimalinvasiven medizinischen Eingriffe. Implantierte längliche Übertragungsleiter und Detektorspulen wirken wie eine Antenne und koppeln sich an das MR-Hochfrequenz (HF)-Sendefeld an und machen so den Katheter während des Einsatzes in einem MRT-Scanner sichtbar. Durch diese Kopplung können sich die Leiter jedoch erhitzen, was zu einer gefährlichen Erwärmung des Gewebes führt und eine breite Anwendung dieser Technologie bisher verhindert hat. Ein alternativer Ansatz besteht darin, einen Resonator an der Katheterspitze induktive mit einer Oberflächenspule außerhalb des Körpers zu koppeln. Allerdings könnte sich auch dieser Mikroresonator an der Katheterspitze während der Anregungsphase erwärmen. Außerdem ändert sich die Sichtbarkeit der Katheterspitze, wenn sich die axiale Ausrichtung des Katheters während der Bewegung ändert, und kann verloren gehen, wenn die Magnetfelder des drahtlosen Resonators und der externen Spule orthogonal sind. In diesem Beitrag wird die Abstimmkapazität des Mikrodetektors des Katheters drahtlos über eine Impulsfolgensteuerung gesteuert, die an einen HF-Abstimmkreis gesendet wird, der in eine Detektorspule integriert ist. Der integrierte Schaltkreis erzeugt Gleichstrom aus dem übertragenen HF Signal zur Steuerung der Kapazität aus der Ferne, wodurch ein intelligenter eingebetteter abstimmbarer Detektor an der Katheterspitze entsteht. Während der HF-Übertragung erfolgt die Entkopplung durch eine Feinabstimmung der Detektorbetriebsfrequenz weg von der Larmor-Frequenz. Zusätzlich wird ein neuartiges Detektordesign eingeführt, das auf zwei senkrecht ausgerichteten Mikro-Saddle-Spulen basiert, die eine konstante Sichtbarkeit des Katheters für den gesamten Bereich der axialen Ausrichtungen ohne toten Winkel gewährleisten. Das System wurde experimentell in einem 1T MRT-Scanner verifiziert. Der dritte Teil der Dissertation befasst sich mit dem Durchsatz von NMR-Spektroskopie. Flussbasierte NMR ist eine vielversprechende Technik zur Verbesserung des NMR-Durchsatzes. Eine häufige Herausforderung ist jedoch das relativ große Totvolumen im Schlauch, der den NMR-Detektor speist. In diesem Beitrag wird ein neuartiger Ansatz für vollautomatische NMR-Spektroskopie mit hohem Durchsatz und verbesserter Massensensitivität vorgestellt. Der entwickelte Ansatz wird durch die Nutzung von Mikrofluidik-Technologien in Kombination mit Dünnfilm-Mikro-NMR-Detektoren verwirklicht. Es wurde ein passender NMR-Sensor mit einem mikrofluidischen System entwickelt, das Folgendes umfasst: i) einen Mikro-Sattel-Detektor für die NMR-Spektroskopie und ii) ein Paar Durchflusssensoren, die den NMR-Detektor flankieren und an eine Mikrocontrollereinheit angeschlossen sind. Ein mikrofluidischer Schlauch wird verwendet, um eine Probenserie durch den Sondenkopf zu transportieren, die einzelnen Probenbereiche sind durch eine nicht mischbare Flüssigkeit getrennt, das System erlaubt im Prinzip eine unbegrenzte Anzahl an Proben. Das entwickelte System verfolgt die Position und Geschwindigkeit der Proben in diesem zweiphasigen Fluss und synchronisiert die NMR-Akquisition. Der entwickelte kundenspezifische Sondenkopf ist Plug-and-Play-fähig mit marktüblichen NMR-Systemen. Das System wurde erfolgreich zur Automatisierung von flussbasierten NMR-Messungen in einem 500 MHz NMR-System eingesetzt. Der entwickelte Mikro-NMR-Detektor ermöglicht hochauflösende Spektroskopie mit einer NMR-Empfindlichkeit von 2,18 nmol s$^{1/2}$ bei Betrieb der Durchflusssensoren. Die Durchflusssensoren wiesen eine hohe Empfindlichkeit bis zu einem absoluten Unterschied von 0,2 in der relativen Permittivität auf, was eine Differenzierung zwischen den meisten gängigen Lösungsmitteln ermöglichte. Es wurde gezeigt, dass eine vollautomatische NMR-Spektroskopie von neun verschiedenen 120 $\mu$L Proben innerhalb von 3,6 min oder effektiv 15,3 s pro Probe erreicht werden konnte

Two essays on financial sector performance in Latin America

This dissertation consists of two essays on financial sector performance in Latin America. These two essays complement each other so that, when placed together, they are expected to provide policymakers with guidelines on how to design appropriate financial sector reform strategies in an attempt to promote long-term economic development, and thus to attract more foreign direct investment (FDI) inflows not only for Latin American countries, but also for developing countries in general. Chapter one investigates the extent to which the short and the long-run relationship between financial development and economic growth exists in Latin America. It focuses on two major aspects of financial development that can enhance growth: stock market and banking sector. Specifically, what role does the financial sector play in the economic growth process? What effect, positive, negative or zero, has financial development exerted on economic growth? Have the stock market and banking sector development indicators jointly entered the growth regression significantly? What type of causality, uni-directional or bi-directional, exists in the finance-growth nexus? Utilizing panel data methods and applying Granger causality tests within a framework of panel cointegration and error correction model, we attempt to answer the above questions empirically and shed some light on the roles of financial development as well as other conditional variables in determination of economic growth. Chapter one recommends that the real sector of Latin American economies should be developed further in order to sustain the development of the banking sector. On the other hand, the empirical results suggest that there is considerable evidence of bi-directional causality between stock market development and economic growth when stock market development indicators are used as proxies for financial development. Based on these results, government policies designed to enhance the efficiency of the stock markets and economic growth will be mutually beneficial in Latin America and other regions at the same stage of financial development such as East Asia, Africa, and Eastern Europe. Chapter two examines the domestic and international determinants of FDI in Latin America. In particular, what factors led to the upsurge in FDI into the region? Why are some countries more successful than others in attracting FDI? Whether factors that affect FDI in developing countries affect countries in Latin America differently. Whether countries with well-developed financial markets attract more FDI inflows. Whether FDI flows to developing countries are determined by domestic and/or international factors. This chapter attempts to answer the above questions based on the experience of 14 Latin American countries from 1978 to 2007. The empirical findings in this chapter show that both domestic and international factors have been important determinants of FDI inflows to Latin America. Therefore, chapter two recommends that emphasis in the short and medium term should be focus on reforming investment regulatory framework to remove or reduce FDI restrictions, implementing policies that promote macroeconomic economic stability, and improving the educational and physical infrastructure. While, in the long-run, more FDI can be attained by persisting support for FDI liberalization through bilateral or multilateral means, continuing of the privatization process, and implementing appropriate monetary and fiscal policies for economic reforms and international integration with the world economy, thereby improving the attractiveness of a nation as a destination for FDI. Further analyzing the relationship between FDI and financial development, the empirical findings provide supporting evidence that a well-developed financial sector can represent a source of absorptive capacity in the host country which may enable these countries to absorb the positive impact of FDI. Therefore, the evidence suggests that Latin American countries should continue to stimulate and improve financial sector development in the economy to make it more attractive for foreign investors. The Granger causality results show that the causal link between FDI and banking sector development is uni-directional, suggesting that the development of banking sector in Latin American countries can attract more FDI. We also provide evidence that the link between FDI and stock market development indicators is bi-directional. Therefore, the evidence suggests that Latin American countries should continue to stimulate and improve financial sector development in the economy to make it more attractive for foreign investors

Jordanian EFL Teachers’ Attitudes towards Dictionaries and their Use in EFL Classrooms

The present study is an attempt to investigate EFL university teachers' attitudes about the importance of the dictionary as an effective learning tool. It also aims at identifying the type of dictionaries preferred by teachers and the types of skills that EFL learners can be improved by the use of the dictionary. Forty EFL teachers responded to a written questionnaire, which included 22 statements. The findings generally revealed that participants do have positive attitudes towards the dictionary as a learning aid. Moreover, the findings revealed that electronic dictionaries are preferred over paper-based ones. However, contrary to our expectations, the findings revealed that although EFL university teachers appreciate the importance of the dictionary, they do not pass this positivity to their students and that they believe using a dictionary is the students' responsibility. The study concluded that by incorporating dictionary usage into classroom practice regularly, EFL teachers will raise their students' awareness of the type of information they can find in the dictionary, how they can use it to serve academic purposes, and become more autonomous learners. Keywords: Communication, dictionary, EFL teachers, pedagogy. DOI: 10.7176/JEP/11-26-07 Publication date:September 30th 202

Integrated impedance sensing of liquid sample plug flow enables automated high throughput NMR spectroscopy

A novel approach for automated high throughput NMR spectroscopy with improved mass-sensitivity is accomplished by integrating microfluidic technologies and micro-NMR resonators. A flow system is utilized to transport a sample of interest from outside the NMR magnet through the NMR detector, circumventing the relatively vast dead volume in the supplying tube by loading a series of individual sample plugs separated by an immiscible fluid. This dual-phase flow demands a real-time robust sensing system to track the sample position and velocities and synchronize the NMR acquisition. In this contribution, we describe an NMR probe head that possesses a microfluidic system featuring: (i) a micro saddle coil for NMR spectroscopy and (ii) a pair of interdigitated capacitive sensors flanking the NMR detector for continuous position and velocity monitoring of the plugs with respect to the NMR detector. The system was successfully tested for automating flow-based measurement in a 500 MHz NMR system, enabling high resolution spectroscopy and NMR sensitivity of 2.18 nmol s1/2 with the flow sensors in operation. The flow sensors featured sensitivity to an absolute difference of 0.2 in relative permittivity, enabling distinction between most common solvents. It was demonstrated that a fully automated NMR measurement of nine individual 120 μL samples could be done within 3.6 min or effectively 15.3 s per sample

Synthesis, spectroscopic and thermal characterization of quinoxaline metal complexes

The coordination behaviour of the quinoxaline ligand with N and O donation sites, derived from 3-(2-oxo-2-p-tolylethyl)quinoxalin-2(1H)-one (HL), towards some transition metal ions namely Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II) are reported. The metal complexes are characterized based on elemental analyses, IR, 1H NMR, solid reflectance, magnetic moment, molar conductance and thermal analyses (TG, DTG and DTA). The ionization constants of the quinoxaline ligand as well as the stability constants of its metal chelates are calculated spectrophotometrically at 25 oC and ionic strength = 0.1 M (1M NaCl). The chelates are found to have octahedral structure. The ligand and its chelates are subjected to thermal analyses and the different activation thermodynamic parameters are calculated from their corresponding DTG curves to throw more light on the nature of changes accompanying the thermal decomposition process of these compounds. The biological activity of the synthesized ligand and its metal complexes also are screened against the desert locust Schistocerca gregaria (Forsk) (Orthoptera-Acrididae) and its adult longevities. They showed remarkable biological activity

To Whom Thrombus Aspiration May Concern?

BACKGROUND: Thrombus aspiration for ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI) may improve myocardial perfusion. However, these favourable results called into a question by data indicating not only a lack of efficacy but a risk of potentially deleterious complications.AIM: To assess the effect of thrombus aspiration during the primary percutaneous coronary intervention (PPCI) on procedural angiographic results, stent characteristics, and major adverse cardiac and cerebrovascular events (MACCE).METHODS: All consecutive STEMI patients candidate for PPCI and admitted to Critical Care Department, Cairo University hospitals, managed either by thrombectomy before primary PCI (if thrombus score ≥ 3) or conventional PPCI, Six hundred seven subjects were enrolled in the study divided into Group with thrombectomy before PPCI (107 subjects, 18%), and group with Conventional PCI (500 subjects, 82%). ST-segment resolution, peak CK-MB, TIMI score, thrombus score, and MBG were assessed; stent number, diameter, length and stented segment were reported and follow up MACCE was reported (in hospital and 1-year post-intervention).RESULTS: Mean values for peak CKMB were less in thrombectomy group (228 ± 174 I/U vs 269 ± 186 I/U, p = 0.04), ST segment resolution ≥ 70% occurred in {63 subjects (58.9%) vs 233 (46.6%), p = 0.001} in thrombectomy vs conventional group respectively. TIMI score pre procedure was zero in (102 subjects (95%) vs 402 (80.4%), p = 0.001), while TIMI III post procedure was reported in (100 subjects (93.4%) vs 437 (87%), p = 0.06), MBG mean values were (2.4 ± 0.6 vs 2.0 ± 1, p = 0.001), thrombus score was higher in thrombectomy group (4.6 ± 0.4 vs 0.8 ± 1.7, p = 0.001) in thrombectomy vs conventional group respectively .Direct stenting was { 34 patients (31%) vs 102 patients (20%), p = 0.05} , mean stent diameter (2.7 ± 1.3 mm vs 3.5 ± 1.3 mm, p = 0.3), mean stent length was (19.9 mm ± 10 versus 22.7 mm ± 8 in p 0.01). mean stent number was (1.0 ± 0.5 vs 1.2 ± 0.6, p = 0.001), mean stented segment was (22.5 ± 13.5 vs 28.5 ± 15.2 mm, p = 0.001) in thrombectomy vs conventional group respectively. MACCE in hospital were reported in {9 subjects (8.4%) vs 70 (14%), p = 0.07)}. Follow up MACCE after 1 year reported in {6 subjects (5.6 %) vs 80 (16 %), p 0.= 4} in thrombectomy vs conventional group respectively.CONCLUSION: Thrombus aspiration before primary PCI (in a selected group with thrombus score ≥ 3) improves myocardial perfusion, suggested by better ST-segment resolution, TIMI flow, less peak CKMB and MBG, associated with a higher rate of direct stenting, shorter stent length, stented segments and less number of stents. Although thrombus aspiration was done in more risky patients (higher thrombus score) MACCE (in hospital and 1 year follow up) showed no statistical difference

Influence of Thermomechanical Treatment on the Mechanical Behavior of Protaper Gold versus Protaper Universal (A Finite Element Study)

AIM: To compare and evaluate the influence of thermomechanical treatment of Protaper Gold file versus Protaper Universal file during testing of bending and torsion using ï¬nite-element analysis. METHODS: Two nickel-titanium NiTi rotary ï¬les (ProTaper Gold and ProTaper Universal) were used in this study. The files were imaged using stereomicroscope to produce 3D models. The behaviour of the instrument during bending and torsion was numerically analysed in CAD/CAM software package. RESULTS: Under bending, ProTaper, Gold showed higher flexibility and flexural resistance than ProTaper Universal. The highest stress was related at the cutting edge of both files. While during testing of torsion, the maximum amount of stresses was related to the base of the flutes in both files. ProTaper Gold showed higher torsional resistance than the ProTaper Universal file. CONCLUSION: Thermomechanical treatment improved the mechanical response (bending and torsional resistance) of NiTi files